空氣壓縮式制冷設(shè)備基于逆布雷頓循環(huán)工作,核心部件圍繞 “空氣壓縮→冷卻→膨脹→吸熱” 的流程配置,缺一不可,具體包括以下幾類:
壓縮機(jī)
這是整個系統(tǒng)的動力源,作用是對常溫常壓的空氣進(jìn)行絕熱壓縮,使其壓力和溫度大幅升高,為后續(xù)的熱量釋放和降溫做準(zhǔn)備。
為提升效率,工業(yè)或特殊場景中常采用多級壓縮機(jī),搭配級間冷卻器分步壓縮,減少單次壓縮的能耗。
冷卻器(換熱器)
相當(dāng)于蒸汽壓縮式制冷中的冷凝器,高溫高壓的壓縮空氣流經(jīng)冷卻器時,與冷卻水或室外空氣進(jìn)行熱交換,釋放熱量并降溫至接近環(huán)境溫度,同時保持壓力基本不變。
冷卻器的換熱效率直接影響后續(xù)膨脹降溫的效果,通常采用翅片管式結(jié)構(gòu)強(qiáng)化換熱。
膨脹機(jī)
這是空氣壓縮式制冷的核心降溫部件,也是區(qū)別于蒸汽壓縮式制冷的關(guān)鍵部件。
常溫高壓的空氣進(jìn)入膨脹機(jī)后,會進(jìn)行絕熱膨脹并對外做功,空氣的內(nèi)能大幅下降,溫度急劇降低,最終形成低溫低壓的冷空氣。
膨脹機(jī)的性能(如膨脹效率)決定了制冷的溫度,常見類型有渦輪膨脹機(jī)、活塞膨脹機(jī)等。
空氣冷卻器(蒸發(fā)器)
低溫低壓的冷空氣流入該部件,與需要降溫的空間或介質(zhì)(如機(jī)艙空氣、工業(yè)物料)進(jìn)行熱交換,吸收熱量實現(xiàn)制冷效果。
吸熱后的空氣溫度回升至接近環(huán)境溫度,隨后再次進(jìn)入壓縮機(jī),完成循環(huán)。
輔助部件
過濾器:過濾空氣中的粉塵、雜質(zhì),防止磨損壓縮機(jī)、堵塞換熱器和膨脹機(jī)流道。
節(jié)流閥 / 調(diào)節(jié)閥:調(diào)節(jié)空氣的流量和壓力,匹配不同制冷負(fù)荷的需求,穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行。
管路與保溫層:輸送空氣的管路需要做好保溫,減少冷量損耗;高溫段管路也需隔熱,避免熱量散失或?qū)χ車h(huán)境造成影響。
